本发明专利技术涉及锂离子电池，其在电池容器内具备卷绕有正极、负极及隔板的电极卷绕组和电解液，放电容量为30Ah以上且低于100Ah。锂离子电池当增大电池的容量，蓄积于电池中的能量升高，因此，确保非稳定时的安全性成为课题，例如，仅通过将上述18650型锂离子电池进行大型化而确保电池容量，不一定可以确保安全性，需要对包含含有正极、负极及隔板的电池的构成材料等的综合研究。本发明专利技术对于上述放电容量为30Ah以上且低于100Ah的锂离子电池，通过使正极中的正极复合材料或负极中的负极复合材料的构成、及电解液的构成满足所定的条件，来提供确保安全性、并且为高输入输出、高容量的电池。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池为高能量密度的二次电池，有效利用其特性，在笔记本电脑或携带电话等便携式设备的电源中被使用。锂离子电池的形状具有各种形状，但圆筒形锂离子电池采用正极、负极及隔板的卷绕式结构。例如，在2张带状的金属箔上分别涂敷正极材料及负极材料，在其间插入隔板，通过将这些层压体卷绕成旋涡状而形成卷绕组。将该卷绕组贮藏在成为电池容器的圆筒形的电池罐内，注入电解液之后进行封口，由此形成圆筒形锂离子电池。作为圆筒形锂离子电池，18650型锂离子电池作为民生用锂离子电池广泛普及。18650型锂离子电池的外径尺寸为直径18mm、高度65mm左右的小型。在18650型锂离子电池的正极活性物质中主要使用以高容量、长寿命为特征的钴酸锂，电池容量大概为1.0Ah～2.0Ah(3.7Wh～7.4Wh)左右。近年来，锂离子电池不限于便携式设备用等民生用途，面向太阳光及风力发电这样的自然能量，期待向大规模蓄电系统用途的展开。在大规模蓄电系统中，每系统的电力量以数MWh的等级成为必要。例如，在下述专利文献1中公开了在圆筒形电池容器中具有卷绕有正极、负极及隔板的电极卷绕组的圆筒形锂离子电池。该电池使用放电容量为77.04Ah以上、在集电体的两面涂敷有规定量的含有锂锰复合氧化物的活性物质合剂的正极。另外，在下述专利文献2中公开了一种在圆筒形电池容器中具有卷绕有正极、负极及隔板的电极卷绕组的圆筒形锂离子电池。该电池的电池容量为3Ah以上，且输出功率为400W以上。另外，在正极中使用含有锂锰复合氧化物的正极活性物质合剂，在负极中使用含有非晶质碳的负极活性物质合剂，作为电解液的溶剂，使用含有碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯及碳酸二乙酯的混合溶剂。现有技术文献专利文献专利文献1：特许第3541723号公报专利文献2：特许第3433695号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在以如上所述的大规模蓄电系统用使用上述18650型锂离子电池的情况下，需要100万个左右的电池。通常，锂离子电池每1个电池安装单元控制器，探测电池的状态。因此，在使用有多个电池的系统中，需要的单元控制器数也增加，招致成本的大幅度增加。因此，期望增大每1个电池的容量，降低作为系统需要的电池个数及单元控制器数。如上所述，增大电池的容量的情况，蓄积于电池中的能量升高，因此，确保非稳定时的安全性成为课题。例如，仅通过将上述18650型锂离子电池进行大型化而确保电池容量，不一定可以确保安全性，需要对包含含有正极、负极及隔板的电池的构成材料等的综合研究。另外，在大规模蓄电系统中，需要可以也对应于高速的负荷变动，期望满足为高输入且高输出的高输入输出功率特性的锂离子电池。因此，本专利技术的目的在于，提供一种确保安全性、并且为高输入输出、高容量的锂离子电池。本专利技术的前述以及其它目的和新型的特征从本说明书的描述及附加附图得知。用于解决课题的手段本专利技术涉及锂离子电池，在电池容器内具备卷绕有正极、负极及隔板的电极卷绕组和电解液、放电容量X为30Ah以上且低于100Ah。而且，上述正极具有集电体和涂敷于上述集电体两面的正极复合材料(正极合剂)，上述正极复合材料含有层状型锂·镍·锰·钴复合氧化物(NMC)和尖晶石型锂·锰氧化物(sp-Mn)(尖晶石型锂锰复合氧化物)的混合活性物质。此时，上述正极复合材料的密度为2.4g/cm3以上2.7g/cm3以下，且上述正极复合材料的涂敷量为175g/m2以上250g/m2以下。还有，上述放电容量X与上述层状型锂·镍·锰·钴复合氧化物(NMC)和上述尖晶石型锂·锰氧化物(sp-Mn)的重量比Y(NMC/sp-Mn)满足以下的关系式1Y＜-0.0062X＋1.05(30≦X＜100)…(关系式1)。另外，上述电解液包含溶剂、添加剂和锂盐，上述溶剂包含碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)及碳酸甲乙酯(EMC)。上述添加剂是在分子内含有至少一种选自氧、硼、硫、氟的元素的化合物，上述锂盐含有至少一种选自LiPF6、LiBF4、LiN(FSO2)2及LiN(CF3SO2)2的化合物。另外，上述碳酸亚乙酯(EC)的组成比率为20体积％以上30体积％以下，上述碳酸二甲酯(DMC)的组成比率为36体积％以上50体积％以下。另外，上述碳酸二甲酯(DMC)和上述碳酸甲乙酯(EMC)的组成比率η(DMC/EMC)为1.0≦η≦1.7。还有电解液的特征在于，上述添加剂的组成比率为0.1重量％以上1.0重量％以下，上述锂盐的浓度为1.0mol/L以上1.5mol/L以下。本专利技术还涉及锂离子电池，在电池容器内具备卷绕有正极、负极及隔板的电极卷绕组和电解液且放电容量X为30Ah以上且低于100Ah。而且，上述正极具有集电体和涂敷于上述集电体两面的正极复合材料，上述正极复合材料含有层状型锂·镍·锰·钴复合氧化物(NMC)和尖晶石型锂·锰氧化物(sp-Mn)的混合活性物质。此时，上述正极复合材料的密度为2.4g/cm3以上2.7g/cm3以下，且上述正极复合材料的涂敷量为175g/m2以上250g/m2以下，上述层状型锂·镍·锰·钴复合氧化物(NMC)和上述尖晶石型锂·锰氧化物(sp-Mn)的重量比(NMC/sp-Mn)为10/90以上60/40以下。另外，上述电解液包含溶剂、添加剂和锂盐，上述溶剂包含碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)及碳酸甲乙酯(EMC)。上述添加剂是在分子内含有至少一种选自氧、硼、硫、氟的元素的化合物，上述锂盐含有至少一种选自LiPF6、LiBF4、LiN(FSO2)2及LiN(CF3SO2)2的化合物。另外，上述碳酸亚乙酯(EC)的组成比率为20体积％以上30体积％以下，上述碳酸二甲酯(DMC)的组成比率为36体积％以上50体积％以下。另外，上述碳酸二甲酯(DMC)和上述碳酸甲乙酯(EMC)的组成比率η(DMC/EMC)为1.0≦η≦1.7。还有电解液的特征在于，上述添加剂的组成比率为0.1重量％以上1.0重量％以下，上述锂盐的浓度为1.0mol/L以上1.5mol/L以下。专利技术效果在本申请中所公开的专利技术中，如果对通过代表的专利技术得到的效果简单地进行说明，则如下所述。根据本专利技术，可以提供一种确保安全性、并且为高输入输出、高容量的锂离子电池。附图说明图1是本实施方式的锂离子电池的剖面图。图2是汇总了放电容量、活性物质的重量比及外部短路试验引起的电池表面的上升温度的图。具体实施方式在以下的实施方式中，作为A～B，在表示范围的情况下，除特别明示的情况之外，表示A以上B以下。(实施方式)＜锂离子电池的概要＞首先，对锂离子电池的概要简单地进行说明。锂离子电池在电池容器内具有正极、负极、隔板及电解液。在正极和负极之间配置有隔板。在将锂离子电池进行充电时，在正极和负极之间连接充电器。在充电时，插入正极活性物质内的锂离子脱离，被放出至电解液中。被放出至电解液中的锂离子在电解液中移动，通过由微多孔质膜构成的隔板到达负极。到达该负极的锂离子插入构成负极的负极活性物质内。在进行放电时，在正极和负极之间连接外部负荷。在放电时，插入负极活性物质内的锂离子脱离，被放出至电解液中。此时，从负极放出电子。而且，被放出至电解液中的锂离子在电解液中移动，通过由本文档来自技高网...
【技术保护点】
锂离子电池，其在电池容器内具备卷绕有正极、负极及隔板的电极卷绕组和电解液，放电容量X为30Ah以上且低于100Ah，其特征在于，所述正极具有集电体和涂敷在所述集电体的两面的正极复合材料，所述正极复合材料含有层状型锂·镍·锰·钴复合氧化物和尖晶石型锂·锰氧化物的混合活性物质，所述正极复合材料的密度为2.4g/cm3以上2.7g/cm3以下，且所述正极复合材料的涂敷量为175g/m2以上250g/m2以下，所述放电容量X、和以所述层状型锂·镍·锰·钴复合氧化物为分子与以所述尖晶石型锂·锰氧化物为分母的重量比Y满足以下的关系式1Y＜?0.0062X＋1.05(30≤X＜100)···(关系式1)，所述电解液包含溶剂、添加剂和锂盐，所述溶剂包含碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯及碳酸甲乙酯，所述添加剂是分子内含有至少一种选自氧、硼、硫、氟的元素的化合物，所述锂盐含有至少一种选自LiPF6、LiBF4、LiN(FSO2)2及LiN(CF3SO2)2的化合物，所述碳酸亚乙酯的组成比率为20体积％以上30体积％以下，所述碳酸二甲酯的组成比率为36体积％以上50体积％以下，所述碳酸二甲酯和所述碳酸甲乙酯的组成比率η(碳酸二甲酯/碳酸甲乙酯)为1.0≦η≦1.7，所述添加剂的组成比率为0.1重量％以上1.0重量％以下，所述锂盐的浓度为1.0mol/L以上1.5mol/L以下。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.29 JP 2012-042853;2012.02.29 JP 2012-04281.锂离子电池，其在电池容器内具备卷绕有正极、负极及隔板的电极卷绕组和电解液，放电容量X为30Ah以上且低于100Ah，所述放电容量为使电压从4.2V到2.7V且以0.5C的电流放电时的放电容量，其特征在于，所述正极具有集电体和涂敷在所述集电体的两面的正极复合材料，所述正极复合材料含有层状型锂·镍·锰·钴复合氧化物和尖晶石型锂·锰氧化物的混合活性物质，所述正极复合材料的密度为2.4g/cm3以上2.7g/cm3以下，且所述正极复合材料的涂敷量为175g/m2以上250g/m2以下，所述放电容量X、和以所述层状型锂·镍·锰·钴复合氧化物为分子与以所述尖晶石型锂·锰氧化物为分母的重量比Y满足以下的关系式1Y＜-0.0062X+1.05···关系式1，所述关系式1中30≤X＜100，所述电解液包含溶剂、...
【专利技术属性】
技术研发人员：奥村壮文，木村隆之，西山洋生，芦浦正，桧山翔，
申请(专利权)人：新神户电机株式会社，
类型：
国别省市：
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